不只是充電器！99％的人不知道的事實：氮化鎵技術(shù)竟與5G 相關(guān)

　　過去的2020年是5G手機大爆發(fā)的一年。5G手機無疑為大家?guī)砹烁斓纳暇W(wǎng)體驗，更快的下載速度、低延時，高達(dá)10Gps/s的理論峰值速率，比4G手機數(shù)據(jù)傳輸提升10倍以上，延時更是低至1ms，比4G手機縮短10倍。

　　當(dāng)然，5G對數(shù)據(jù)傳輸速度提升，更強的CPU處理性能也對手機的續(xù)航能力提出了更高要求。為此，不少手機廠商為5G手機配備更大容量的電池，采用更高的充電功率，并在充電器上引進(jìn)最新的氮化鎵技術(shù)，實現(xiàn)在提高充電器功率的同時，將體積控制得更小巧。

　　而這里其實有一個有趣的事實：

　　這項為5G手機帶來更好充電體驗的氮化鎵技術(shù)，其實也在5G技術(shù)領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用。為什么氮化鎵擁有如此神力？我們先來了解一下它究竟是什么。

什么是氮化鎵

　　氮化鎵是新一代半導(dǎo)體材料。材料對于技術(shù)的影響相信大家都知道，比如我們手機的處理器，實際上就是由純凈硅經(jīng)過最尖端的技術(shù)加工而成的。

　　氮化鎵GaN是氮（N）與鎵（Ga）的化合物，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)里，地位實際上是硅的“替代者”，它比傳統(tǒng)硅有著更多顯著優(yōu)勢。

　　氮化鎵功率芯片能夠在其獨特的結(jié)構(gòu)中結(jié)合更高頻率、高功率密度和高效率優(yōu)勢，從而比硅的頻率提升至10倍左右。所以行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，氮化鎵功率芯片憑借著前所未有的性能表現(xiàn)，將成為第三次電力電子學(xué)革命的催化劑。

氮化鎵在5G通訊的應(yīng)用

　　氮化鎵GaN相較于傳統(tǒng)硅（Si）元件有著更高的工作頻率。硅元件的切換頻率極限約65~95kHz，再高就可能會造成器件的耗損與不必要的能量消耗。但氮化鎵GaN制作的功率元器件在高頻率階段依舊有非常不錯的效率，并且穩(wěn)定度也更高。

　　以往，研發(fā)人員在航空電子設(shè)備、雷達(dá)、電子戰(zhàn)干擾器、通信基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、衛(wèi)星、軍事系統(tǒng)、測試和測量儀器儀表以及射頻檢測方面面臨著尺寸、重量和功率的重大需求。

　　而氮化鎵獨有的高頻率特性，能夠讓周邊功率元器件的體積適當(dāng)減小，這與讓未來的5G基站密度高所需要的特性相符。

　　根據(jù)Strategy Analytics預(yù)測，RF GaN元件（射頻氮化鎵）的市場規(guī)模從2018年起步到未來的2023年，5G通訊設(shè)備里，低于6gHz的頻段GaN元件會逐漸成長。

　　未來不管是手機還是筆記本電腦中，使用基于氮化鎵的射頻器件，來收發(fā)移動網(wǎng)絡(luò)和WiFi信號將會成為普遍現(xiàn)象。

　　而根據(jù)法國專業(yè)科技產(chǎn)業(yè)市場調(diào)研機構(gòu)Yole Développement的估計，氮化鎵GaN可能在射頻功率元件領(lǐng)域達(dá)到市場占有率的50％。而如果未來蘋果公司也采用氮化鎵技術(shù)，則市場占有率可能會達(dá)到93％，一舉成為市場主流。

　　講到這里，相信大家已經(jīng)能夠感受到氮化鎵技術(shù)的革命性了。不過5G畢竟是專業(yè)技術(shù)，現(xiàn)在大家在談的“氮化鎵”，其實是它的另一處大應(yīng)用：

氮化鎵在充電器領(lǐng)域的應(yīng)用

　　說到氮化鎵在充電器領(lǐng)域的應(yīng)用，不得不提的就是納微半導(dǎo)體。它是業(yè)內(nèi)首家在PD充電器行業(yè)大規(guī)模量產(chǎn)的公司，讓PD充電器技術(shù)革命得以初步實現(xiàn)。

　　納微GaNFast功率芯片它可以提供比傳統(tǒng)硅芯片高100倍的開關(guān)速度，同時節(jié)省高達(dá)40%的能量通過SMT封裝，GaNFast氮化鎵功率芯片實現(xiàn)氮化鎵器件、驅(qū)動、控制和保護(hù)集成。

　　傳統(tǒng)硅材料在電源行業(yè)中應(yīng)用發(fā)展幾十年了，現(xiàn)已到達(dá)它的物理極限，發(fā)展空間有限。用硅器件設(shè)計出來的充電器體積大，效率低，相比氮化鎵不占優(yōu)勢。

　　氮化鎵材料最早是從發(fā)光二極管LED及射頻RF兩大領(lǐng)域進(jìn)行我們的視線，從2014年開始進(jìn)入PD充電器的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　氮化鎵功率芯片在尺寸和重量上都比傳統(tǒng)硅有優(yōu)勢，其體積只有后者的一半。并且隨著氮化鎵技術(shù)的鋪開，氮化鎵充電器也有了多變化。